随钻井下循环阀的制作方法

本实用新型涉及钻井技术领域,具体涉及一种随钻井下循环阀。

背景技术：

随着油气勘探开发的发展，深井、复杂井和特殊工艺井的数量逐年上升，钻井过程中的复杂情况也逐渐增加，如动力钻具损坏、泥浆漏失、下套管遇阻，特别是在大斜度、长水平井过程中，由于泥浆的携砂能力限制，往往会造成水平段底部岩屑堆积，进而影响钻头的机械钻速，甚至会造成卡钻，影响整体的钻进速度，在这种情况下，需要快速建立循环，避免出现事故复杂情况。

目前，在随钻循环工具方面，国外的技术已经比较成熟，比如Baker Hughes公司XP循环阀等，但国内在这方面的研发还比较滞后，常规的循环工具，只能打开和关闭一次，正常钻井时需要起出工具，并重新更换才能正常钻井，影响了整体的施工进度。近年来国内逐步摆脱了国外在相关技术的封锁，但尚不太成熟。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种随钻井下循环阀，可通过投球的方式多次打开或关闭井下旁通，以改变井下钻井液循环通道，达到降低钻井施工风险及复杂程度、消除定向井和水平井段岩屑床等目的。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种随钻井下循环阀，包括本体、芯轴、导向套、“T”形压环、压缩弹簧、可溶球、球座、旁通孔、循环孔、导向销、导向槽，循环阀的本体为上端、下端带有螺扣的圆筒体，在本体侧壁上设有两个循环孔，本体内腔下部有一台阶，压缩弹簧下端抵靠在本体内部的台阶上，上端套在“T”形压环的小端，“T”形压环的中间带有通腔，套在芯轴下部外侧的导向套的下端和芯轴的下端抵住“T”形压环，“T”形压环的通腔与芯轴中间的通腔形成通径，导向套的上下两端均开有密封槽，外表面与本体内表面形成密封，导向套的外表面中间开有导向槽，并与本体上的导向销配合，在本体循环孔对应的芯轴两边外表面上开有密封槽，密封件在本体内表面和芯轴外表面形成密封；芯轴中间开有当循环阀处于开位置时与本体上循环孔对齐的旁通孔，芯轴旁通孔上端开有密封槽，密封件在芯轴外表面和本体内表面形成密封，芯轴的上端是一体式球座，球座的内壁开有几条轴向的槽，当可溶球落到球座后，不完全密封，有一部分流体从球座内部的槽里向下流。

所述可溶球是空心的，内部是真空或充入气体。

所述导向槽为一圈波浪形折线的导向槽，相邻的两个槽最底端一高一低，形成的深槽和浅槽相间设置。

本实用新型的有益效果是：实现不起钻旁通循环等特殊作业，缩短钻井周期；实现不限次井下开关作业；有效清除定向井和水平井段岩屑床。

附图说明

图1是本实用新型随钻井下循环阀的结构示意图。

图2是循环阀第一个开位置图。

图3是循环阀第二个开位置。

图4是球座剖视图。

图5是导向套导向槽展开图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

如图1、4所示，本实用新型的随钻井下循环阀包括本体1、芯轴2、导向套3、“T”形压环4、压缩弹簧5、可溶球6、球座7、旁通孔9、循环孔11、导向销14、导向槽16，循环阀的本体1为上端、下端带有螺扣的圆筒体，在本体1侧壁上设有两个循环孔11，本体1内腔下部有一台阶17，压缩弹簧5下端抵靠在本体内部的台阶17上，上端套在“T”形压环4的小端，“T”形压环4的中间带有通腔，套在芯轴2下部外侧的导向套3的下端和芯轴2的下端抵住“T”形压环4，“T”形压环4的通腔与芯轴2中间的通腔形成通径，导向套3的上下两端均开有密封槽，外表面与本体内表面形成密封，导向套3的外表面中间开有导向槽16，并与本体1上的导向销14配合，在本体循环孔11对应的芯轴2两边外表面上开有密封槽，密封件在本体内表面和芯轴外表面形成密封；芯轴2中间开有当循环阀处于开位置时与本体上循环孔11对齐的旁通孔9，芯轴旁通孔9上端开有密封槽，密封件在芯轴外表面和本体内表面形成密封，芯轴2的上端是一体式球座7，球座7的内壁开有几条轴向的槽18，当可溶球6落到球座后，不完全密封，有一部分流体从球座内部的槽18里向下流。

所述可溶球6是空心的，内部是真空或充入气体。

如图5所示，所述导向槽16为一圈波浪形折线的导向槽，相邻的两个槽最底端一高一低，形成的深槽19和浅槽20相间设置。8、10、12、13、15为O形密封圈。

根据施工设计的要求，在底部钻具组合上端安装随钻井下循环阀，需要进行循环施工作业时，首先投入可溶球6，控制排量，泵送球入球座7，增大排量，芯轴2克服压力弹簧5推动导向套3和“T”形压环4一起下行，当导向销14从导向套上导向槽16中的A到B处时(如图5所示)，芯轴停止下行，此时本体1上的循环孔11与芯轴旁通孔9的上端对齐。流体从球座7内部槽流出，一部分流向钻头，一部分流向本体上循环孔11，工具处于第一个开位置，(图2所示)。一段时间后，可溶球溶化6，在内外压差的作用下裂开，此时下部压缩弹簧5推动“T”形压环4、导向套3、芯轴2一起上行，当导向销14从导向套上导向槽16中的B到C处时(如图5所示)，芯轴2停止上行，此时本体1上循环孔11与芯轴旁通孔9下端对齐，可进行循环施工作业，流体可同时从本体旁通和钻头出流出循环，工具处于第二个开位置(如图3所示)。循环作业施工结束后，投入第二个可溶球，工具芯轴2克服弹簧5推动导向套3和“T”形压环4一起下行，当导向销14从导向套上导向槽16中的C到D处时(如图5所示)，芯轴停止下行，待球溶化后，芯轴2在弹簧的作用下上行，导向销14从导向套上导向槽16中的D到E处,此时回到初始位置，循环阀关闭，可进行正常的钻进等作业。

本实用新型循环阀本体上端与钻杆螺纹连接，下端连接钻杆或其它工具，利用可溶球实现工具的开关，简化了工具的结构。球座的内部开有若干条轴向的槽，球落座后依然可以进行小排量循环。合适的施工排量确保球座上形成的压降能推动芯轴下行。导向套上开有导向槽，与导向销配合限制芯轴的行程，从而控制工具的开关。弹簧上面套有“T”形压环，保证了工具平稳工作。

综上所述，本实用新型的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本实用新型的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本实用新型的范围之内。